Философские подходы в прикладной физике лазеров
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
?ой физической лаборатории спой цезиевый эталон, они сравнили его частоту с временной шкалой, установленной в Гринвичской обсерватории, и таким образом получили предварительное значение частоты цезиевого перехода. Затем в результате сотрудничества между НФЛ и Морской обсерваторией США было найдено, что эта частота, выраженная через эфемеридное время, составляет 9192631770 Гц.
Вслед за обсуждениями, прошедшими в Международном астрономическом союзе и Международном научном радиотехническом союзе, на XIII Генеральной конференции но мерам и весам в 1967 г. секунда была определена как интервал, в который укладывается 9192631770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходу атома 133Сs из состояния с F=4, mF=0 d состояние с F= 3, mF=0 в отсутствие возмущения со стороны внешних полей. В пределах точности, которой позволяют достичь астрономические наблюдения, определенная таким образом секунда равна секунде, определенной по орбитальному движению Земли в 1900 г.
Шкала времени и единица частоты, определенные с помощью цезиевого эталона, теперь стали общедоступными путем передачи по радио либо импульсных сигналов времени, либо сигналов, модулированных на удобных частотах. Как уже говорилось, задающим генератором для этих сигналов является рубидиевый генератор с газовой ячейкой или какой-нибудь другой генератор непрерывного действия, частота которого периодически сравнивается iастотой цезиевого эталона, для того чтобы использовать наиболее благоприятные условия распространения радиоволн, несущая частота большинства радиопередач выбирается в диапазоне около 20 или 60 кГц; технические характеристики основных радиостанций приведены в работе Стала.
Поскольку различные радиопередачи сигналов времени контролируются различными цезиевыми установками, эталонные частоты и получаемые из них шкалы времени также могут несколько отличаться друг от друга. В соответствии с международным соглашением крупнейшие станции координируют между собой передаваемые ими частоты и времена таким образом, чтобы возможно более приблизиться к одной и той же эталонной частоте и одной и той же шкале времени. Международное бюро службы времени (В111) в Париже принимает переданные по радио сигналы времени и устанавливает на их основе некоторую среднюю шкалу времени, которая и определяет принятую в международном масштабе шкалу атомного времени, детали этой процедуры и метод, с помощью которого сигналы атомного времени соотносятся с различными шкалами астрономического времени, описаны в работах Гино и Эссена; дальнейшие подробности можно найти в сообщениях Комиссии №31 (Время) Международного астрономического союза за 1964, 1967 и 1971 гг.
Как уже говорилось, для согласования частот сигналов, передаваемых по радио, и шкал точного времени производится их прием несколькими станциями, в частности станциями Международного бюро службы времени. Однако более высокая точность достигается при непосредственном сравнении цезиевых эталонов разных лабораторий. Такое сравнение было проведено в 1965 г. с помощью портативных генераторов с сервоконтролем. Выло установлено, что шкалы времени, определяемые различными цезиевыми эталонами, могут быть согласованы с точностью до 1 мкс.
Задаваемое оiиллятором атомное время в некоторой точке пространства является собственным временем в смысле специальной теории относительности. Атомная шкала неявно используется и в квантовой механике. В квантовой механике уравнение движения имеет вид:
ih(dy/dt) = Hy,
где y зависящая от времени волновая функция, H гамильтониан, а соотношение
DE=hn
является прямым следствием уравнения движения.
Таким образом, из предположения о неизменности частоты, соответствующей данной разности энергий, на котором основана атомная шкала времени, следует вывод о справедливости уравнения движения.
Подобным же образом, в шкале эфемеридного времени справедливы ньютоновские законы движения, ибо из них следует, что период обращения планеты вокруг центра тяготения по некоторой невозмущенной эллиптической орбите постоянен.
В релятивистской теории, однако, физический смысл эфемеридного времени уже не столь ясен. Высказывалась мысль, что оно должно быть отождествлено с координатным временем специальной теории относительности, но с этим утверждением согласны далеко не все. Во всяком случае выяснение того, существует ли расхождение между атомной и эфемеридной шкалой времени, представляло бы несомненный интерес - однако, надежное установление этого факта потребует многих десятилетий.
Выводы:
На примере квантовой метрологии и становления проблемы измерения времени, опираясь на новейшие достижения квантовой механики и лазерной физики. Четко прослеживается структура научной теории, описанная в рамках логического позитивизма. Теория измерения времени по квантовым переходам имеет под собой эмпирическую основу с классификацией явлений, фактическим и типологическим материалом. Квантовые явления являются изученными и классифицированными явлениями, что позволяет выбирать наиболее подходящие при наличии большого числа вариантов. Это позволяет обеспечивать широкий спектр метрологических применений. При разработке квантовых (оптических) часов использовались теоретические модели, в которых за основу были взяты оптические переходы атомов и молекул, для которых построена строгая теоретическая модель. Базисом подобных исследований являются современные философские теории об измер?/p>